JPH11102862A - レーザアニール法による多結晶半導体膜の形成方法 - Google Patents
レーザアニール法による多結晶半導体膜の形成方法Info
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- JPH11102862A JPH11102862A JP26030697A JP26030697A JPH11102862A JP H11102862 A JPH11102862 A JP H11102862A JP 26030697 A JP26030697 A JP 26030697A JP 26030697 A JP26030697 A JP 26030697A JP H11102862 A JPH11102862 A JP H11102862A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】有効照射エネルギー密度範囲の拡大が図れ、結
晶粒径の大きな均一性の良い多結晶シリコン膜等を容易
に得ることができる多結晶半導体膜の製造方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 非晶質半導体膜を短軸方向に少なくと
も１段の階段状のエネルギー密度の減少部Ｅ１，Ｅ２を
持つプラトー部を有するレーザビームで走査し、結晶粒
径の平均化を図るように製造される。
晶粒径の大きな均一性の良い多結晶シリコン膜等を容易
に得ることができる多結晶半導体膜の製造方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 非晶質半導体膜を短軸方向に少なくと
も１段の階段状のエネルギー密度の減少部Ｅ１，Ｅ２を
持つプラトー部を有するレーザビームで走査し、結晶粒
径の平均化を図るように製造される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガラス基板等の
絶縁基板上に形成されたシリコン等の非晶質半導体膜を
レーザアニール法により処理して多結晶半導体膜を形成
するための多結晶半導体膜の形成方法に関する。
絶縁基板上に形成されたシリコン等の非晶質半導体膜を
レーザアニール法により処理して多結晶半導体膜を形成
するための多結晶半導体膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高精細液晶ディスプレイとともに周辺回
路も同一基板上に形成した駆動回路一体型ＴＦＴ−ＬＣ
Ｄを製造する目的で、ガラス、石英等の絶縁基板上に多
結晶シリコンを形成する様々な技術が研究されている。
なかでもガラス絶縁基板上の非晶質半導体膜に対し、均
一な強度を持つレーザビームを非晶質半導体の表面側か
ら照射しシリコンの溶融再結晶化を図るレーザアニール
法は、細いビームを用いるためシリコンの瞬時加熱・冷
却が行われガラス基板に与える熱的影響が少なく安価な
ガラスを用いることができ、かつ移動度の高い薄膜トラ
ンジスターが形成できる等の利点があるため盛んに研究
がなされている。
路も同一基板上に形成した駆動回路一体型ＴＦＴ−ＬＣ
Ｄを製造する目的で、ガラス、石英等の絶縁基板上に多
結晶シリコンを形成する様々な技術が研究されている。
なかでもガラス絶縁基板上の非晶質半導体膜に対し、均
一な強度を持つレーザビームを非晶質半導体の表面側か
ら照射しシリコンの溶融再結晶化を図るレーザアニール
法は、細いビームを用いるためシリコンの瞬時加熱・冷
却が行われガラス基板に与える熱的影響が少なく安価な
ガラスを用いることができ、かつ移動度の高い薄膜トラ
ンジスターが形成できる等の利点があるため盛んに研究
がなされている。
【０００３】またレーザアニール法は図７に示すように
ライン状のレーザビーム１１を形成し、ガラス基板上に
形成された非晶質シリコン薄膜１２に対してこのレーザ
ビーム１１をその短軸方向に沿って矢印方向に走査させ
ながら照射することで、大面積の非晶質シリコン薄膜１
２を短時間に容易に結晶化して多結晶Ｓｉを形成するこ
とができるという利点も兼ね備えている。
ライン状のレーザビーム１１を形成し、ガラス基板上に
形成された非晶質シリコン薄膜１２に対してこのレーザ
ビーム１１をその短軸方向に沿って矢印方向に走査させ
ながら照射することで、大面積の非晶質シリコン薄膜１
２を短時間に容易に結晶化して多結晶Ｓｉを形成するこ
とができるという利点も兼ね備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの方法
で形成される多結晶Ｓｉの結晶粒径はレーザビームの照
射エネルギー密度に対し非常に敏感であり、図６に示し
たように、９０％のオーバーラップを行いながらすべて
の表面が１０回の照射を受けるときの照射エネルギー密
度を３００ｍＪ／ｃｍ2から大きくしていくと、得られ
る結晶粒径は０．１μｍから０．６μｍというように急
激に拡大するが、あるしきい値、図６に示した例では照
射エネルギー密度が３６０ｍＪ／ｃｍ2を少し越えたエ
ネルギー密度では大粒径の結晶とともに０．１μｍ以下
の微小結晶が形成され、エネルギー密度が更に大きくな
るにつれ急激に結晶粒径が微小化され、かつ結晶粒径の
均一性が著しく低下してしまう。
で形成される多結晶Ｓｉの結晶粒径はレーザビームの照
射エネルギー密度に対し非常に敏感であり、図６に示し
たように、９０％のオーバーラップを行いながらすべて
の表面が１０回の照射を受けるときの照射エネルギー密
度を３００ｍＪ／ｃｍ2から大きくしていくと、得られ
る結晶粒径は０．１μｍから０．６μｍというように急
激に拡大するが、あるしきい値、図６に示した例では照
射エネルギー密度が３６０ｍＪ／ｃｍ2を少し越えたエ
ネルギー密度では大粒径の結晶とともに０．１μｍ以下
の微小結晶が形成され、エネルギー密度が更に大きくな
るにつれ急激に結晶粒径が微小化され、かつ結晶粒径の
均一性が著しく低下してしまう。
【０００５】これは所望の粒径を得るための有効照射エ
ネルギー密度範囲がある事を意味するが、この有効照射
エネルギー密度範囲は半導体膜の膜厚及び照射時間、照
射回数によりその有効幅及び絶対値が変化する。
ネルギー密度範囲がある事を意味するが、この有効照射
エネルギー密度範囲は半導体膜の膜厚及び照射時間、照
射回数によりその有効幅及び絶対値が変化する。
【０００６】前述の微小結晶または粒径の小さな結晶を
含むような多結晶半導体膜を用いて薄膜トランジスタな
どの薄膜半導体装置を作製した場合には、移動度などの
電気的特性が極めて悪く、また同一基板内での特性ばら
つきが非常に大きくなるため実用には適さない。
含むような多結晶半導体膜を用いて薄膜トランジスタな
どの薄膜半導体装置を作製した場合には、移動度などの
電気的特性が極めて悪く、また同一基板内での特性ばら
つきが非常に大きくなるため実用には適さない。
【０００７】結晶粒径の大径化、均一化をはかるには前
述の有効照射エネルギー密度範囲でのレーザビーム照射
が必要であるが、レーザビーム本体が持つレーザ出力強
度のバラツキにより前記有効範囲を越えたエネルギーが
照射される場合があり、結果として微小結晶が形成され
てしまう。従来は図５に示すように短軸方向のエネルギ
ー分布形状が１つのフラット部を有するプラトー部Ｐと
その両側のエッジ部のみで構成されたライン状レーザビ
ームを走査させて結晶化を行うが、このような形状のレ
ーザビームではレーザ出力変動の影響を受けやすく、結
晶粒径が不均一になりやすい。なお、図５は図７のレー
ザビーム１１をそのＡ−Ａ´線で切って矢印方向に見た
エネルギー分布図である。
述の有効照射エネルギー密度範囲でのレーザビーム照射
が必要であるが、レーザビーム本体が持つレーザ出力強
度のバラツキにより前記有効範囲を越えたエネルギーが
照射される場合があり、結果として微小結晶が形成され
てしまう。従来は図５に示すように短軸方向のエネルギ
ー分布形状が１つのフラット部を有するプラトー部Ｐと
その両側のエッジ部のみで構成されたライン状レーザビ
ームを走査させて結晶化を行うが、このような形状のレ
ーザビームではレーザ出力変動の影響を受けやすく、結
晶粒径が不均一になりやすい。なお、図５は図７のレー
ザビーム１１をそのＡ−Ａ´線で切って矢印方向に見た
エネルギー分布図である。
【０００８】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であり、その目的とするところはレーザアニール法によ
り多結晶半導体膜を形成する際、レーザ本体の性能の影
響を受けずに有効照射エネルギー範囲の拡大が得られ、
絶縁基板上に粒径が大きくかつ均一性の良い結晶からな
る多結晶半導体膜を作製する方法を提供するものであ
る。
であり、その目的とするところはレーザアニール法によ
り多結晶半導体膜を形成する際、レーザ本体の性能の影
響を受けずに有効照射エネルギー範囲の拡大が得られ、
絶縁基板上に粒径が大きくかつ均一性の良い結晶からな
る多結晶半導体膜を作製する方法を提供するものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の多結晶半導体
膜を形成する方法は、ライン状に形成されたレーザビー
ムを基板上に形成された非晶質半導体膜上にその短軸方
向に走査することにより結晶化を行う多結晶半導体膜の
形成方法において、前記ライン状レーザビームの短軸方
向のエネルギー強度分布は、立上がりおよび立ち下がり
のエッジ部とその中間のプラトー部とにより構成され、
前記プラトー部は第１のフラット部と、この第１のフラ
ット部とはエネルギー強度が階段状に変化する第２のフ
ラット部とを有することを特徴とする。
膜を形成する方法は、ライン状に形成されたレーザビー
ムを基板上に形成された非晶質半導体膜上にその短軸方
向に走査することにより結晶化を行う多結晶半導体膜の
形成方法において、前記ライン状レーザビームの短軸方
向のエネルギー強度分布は、立上がりおよび立ち下がり
のエッジ部とその中間のプラトー部とにより構成され、
前記プラトー部は第１のフラット部と、この第１のフラ
ット部とはエネルギー強度が階段状に変化する第２のフ
ラット部とを有することを特徴とする。
【００１０】またこの発明の多結晶半導体膜の形成方法
は、ライン状に形成されたレーザビームをその短軸方向
に基板上に形成された非晶質半導体膜上に走査すること
により結晶化を行う多結晶半導体膜の形成方法におい
て、前記ライン状レーザビームの短軸の形状は両端のエ
ッジ部とその中間のプラトー部とでなり、このプラトー
部は平坦なフラット部と少なくともーつの傾斜部とを有
するエネルギー強度分布を有し、このライン状レーザビ
ームをその短軸方向に走査させて結晶化を行うことを特
徴とする。
は、ライン状に形成されたレーザビームをその短軸方向
に基板上に形成された非晶質半導体膜上に走査すること
により結晶化を行う多結晶半導体膜の形成方法におい
て、前記ライン状レーザビームの短軸の形状は両端のエ
ッジ部とその中間のプラトー部とでなり、このプラトー
部は平坦なフラット部と少なくともーつの傾斜部とを有
するエネルギー強度分布を有し、このライン状レーザビ
ームをその短軸方向に走査させて結晶化を行うことを特
徴とする。
【００１１】この発明により、レーザアニール法により
多結晶半導体膜を形成する際、レーザビーム本体の性能
の影響を受けずに有効照射エネルギー範囲の拡大が得ら
れ、絶縁基板上に粒径の均一性の良い結晶からなる多結
晶半導体膜を形成する方法が提供される。
多結晶半導体膜を形成する際、レーザビーム本体の性能
の影響を受けずに有効照射エネルギー範囲の拡大が得ら
れ、絶縁基板上に粒径の均一性の良い結晶からなる多結
晶半導体膜を形成する方法が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の第１の実施の形
態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第
１の実施例に係わる多結晶シリコン膜が形成された半導
体基板の断面図、図２は本発明の第１の実施例に係るラ
イン状レーザビームの短軸方向のエネルギー強度分布の
エンベロープ形状である。
態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第
１の実施例に係わる多結晶シリコン膜が形成された半導
体基板の断面図、図２は本発明の第１の実施例に係るラ
イン状レーザビームの短軸方向のエネルギー強度分布の
エンベロープ形状である。
【００１３】以下、この半導体基板の形成工程に従い説
明する。先ず図１（ａ）において、無アルカリガラスか
らなる厚さ４ｍｍの絶縁基板１上に、プラズマＣＶＤ法
によりアンダーコート層としてＳｉＮ膜２とＳｉＯｘ膜
３を順次形成し、活性層として非晶質シリコン膜４を連
続で成膜する。
明する。先ず図１（ａ）において、無アルカリガラスか
らなる厚さ４ｍｍの絶縁基板１上に、プラズマＣＶＤ法
によりアンダーコート層としてＳｉＮ膜２とＳｉＯｘ膜
３を順次形成し、活性層として非晶質シリコン膜４を連
続で成膜する。
【００１４】その後、全体を５００℃のＮ2雰囲気中で
１時間のアニールを行い、非晶質シリコン膜４内の水素
濃度を所定濃度まで低減させる。次に波長３０８ｎｍ、
パルス幅２５ｎｓｅｃのエキシマレーザを用いて細長い
レーザビームを形成し、このレーザビームで１カ所当た
り２０パルス照射されるように基板１を走査しながら非
晶質シリコン膜４をレーザアニールして、図１（ｂ）に
示したように多結晶シリコン膜５を形成する。
１時間のアニールを行い、非晶質シリコン膜４内の水素
濃度を所定濃度まで低減させる。次に波長３０８ｎｍ、
パルス幅２５ｎｓｅｃのエキシマレーザを用いて細長い
レーザビームを形成し、このレーザビームで１カ所当た
り２０パルス照射されるように基板１を走査しながら非
晶質シリコン膜４をレーザアニールして、図１（ｂ）に
示したように多結晶シリコン膜５を形成する。
【００１５】実際には例えば図７に示したように、レー
ザビーム１１をその短軸方向に移動させるかわりに、レ
ーザビーム１１を固定して基板１２をレーザビーム１１
の方向に移動させてビームによる走査が行われるが以下
の説明ではレーザビームを基板に対して移動させること
により走査を行う場合について説明する。
ザビーム１１をその短軸方向に移動させるかわりに、レ
ーザビーム１１を固定して基板１２をレーザビーム１１
の方向に移動させてビームによる走査が行われるが以下
の説明ではレーザビームを基板に対して移動させること
により走査を行う場合について説明する。
【００１６】このようなレーザアニール法を以下ではエ
キシマレーザアニール（ＥＬＡ）法と称する。このレー
ザアニールは常温・常圧のＮ２雰囲気中で行い、照射エ
ネルギー密度を図６における３１０ｍＪ／ｃｍ2に設定
した。ＥＬＡは真空雰囲気中でも大気雰囲気中でも行っ
てもよく、また絶縁基板であるガラス基板１を加熱しな
がら行ってもよい。
キシマレーザアニール（ＥＬＡ）法と称する。このレー
ザアニールは常温・常圧のＮ２雰囲気中で行い、照射エ
ネルギー密度を図６における３１０ｍＪ／ｃｍ2に設定
した。ＥＬＡは真空雰囲気中でも大気雰囲気中でも行っ
てもよく、また絶縁基板であるガラス基板１を加熱しな
がら行ってもよい。
【００１７】ここで、ＥＬＡ法に用いるレーザビームの
短軸方向のエネルギー密度分布をこの実施例では図２に
示すようなエンベロープに設定する。図２では走査方向
前方のエッジ部Ｄ１と後方のエッジ部Ｄ２との間の中間
部であるプラトー部Ｐ１が１段の階段状に変化するエネ
ルギー強度を持つ場合について示す。
短軸方向のエネルギー密度分布をこの実施例では図２に
示すようなエンベロープに設定する。図２では走査方向
前方のエッジ部Ｄ１と後方のエッジ部Ｄ２との間の中間
部であるプラトー部Ｐ１が１段の階段状に変化するエネ
ルギー強度を持つ場合について示す。
【００１８】このプラトー部Ｐ１は図２に示すように２
つのフラットなエネルギー強度（Ｅ１，Ｅ２）を有する
フラット部Ｆ１，Ｆ２よりなり、エネルギー強度はＥ１
＞Ｅ２となるようにレーザビームを形成する。
つのフラットなエネルギー強度（Ｅ１，Ｅ２）を有する
フラット部Ｆ１，Ｆ２よりなり、エネルギー強度はＥ１
＞Ｅ２となるようにレーザビームを形成する。
【００１９】このようなプラトーＰ１を有するライン状
レーザビームを大きい方のエネルギーＥ１を有するエッ
ジ部Ｄ１側が先頭になるように非晶質シリコン膜４上に
走査させる。このようにＥＬＡを行う事によって仮にレ
ーザの出力変動によりエネルギーＥ１が、たとえば図６
の３６０ｍＪ／ｃｍ2程度の有効照射エネルギー密度範
囲を越えて非晶質シリコン膜４上に照射され微小結晶が
形成されても、その後でたとえば３６０ｍＪ／ｃｍ2の
９５％のエネルギー、３４０ｍＪ／ｃｍ2程度のＥ２の
低エネルギーなフラット部Ｆ２が引き続き照射されるこ
とで所望の粒径に回復される。
レーザビームを大きい方のエネルギーＥ１を有するエッ
ジ部Ｄ１側が先頭になるように非晶質シリコン膜４上に
走査させる。このようにＥＬＡを行う事によって仮にレ
ーザの出力変動によりエネルギーＥ１が、たとえば図６
の３６０ｍＪ／ｃｍ2程度の有効照射エネルギー密度範
囲を越えて非晶質シリコン膜４上に照射され微小結晶が
形成されても、その後でたとえば３６０ｍＪ／ｃｍ2の
９５％のエネルギー、３４０ｍＪ／ｃｍ2程度のＥ２の
低エネルギーなフラット部Ｆ２が引き続き照射されるこ
とで所望の粒径に回復される。
【００２０】この場合、フラット部Ｆ１のエネルギーＥ
１はレーザビームの全短軸幅Ｗの６０〜８０％、フラッ
ト部Ｆ２のエネルギーＥ２はエネルギー強度がＥ１の８
０〜９５％であり、かつそのフラット部Ｆ２の割合は全
短軸幅Ｗの１０〜３０％とすることが望ましい。
１はレーザビームの全短軸幅Ｗの６０〜８０％、フラッ
ト部Ｆ２のエネルギーＥ２はエネルギー強度がＥ１の８
０〜９５％であり、かつそのフラット部Ｆ２の割合は全
短軸幅Ｗの１０〜３０％とすることが望ましい。
【００２１】図２ではプラトー部Ｐ１の中間で１つの階
段状に変化するエネルギー強度を有する場合について記
述したが、２つ以上の階段状のエネルギー強度を持つよ
うにしても同様の効果を得られる。この場合は、図３に
示すように、プラトー部Ｐ２が３段階に変化する夫々が
平坦なフラット部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を有し、それぞれの
エネルギー強度がＥ１＞Ｅ２＞Ｅ３の関係となってい
る。たとえば、Ｅ２はＥ１の８０〜９５％であり、Ｅ３
はＥ２の８０〜９５％に設定する。
段状に変化するエネルギー強度を有する場合について記
述したが、２つ以上の階段状のエネルギー強度を持つよ
うにしても同様の効果を得られる。この場合は、図３に
示すように、プラトー部Ｐ２が３段階に変化する夫々が
平坦なフラット部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を有し、それぞれの
エネルギー強度がＥ１＞Ｅ２＞Ｅ３の関係となってい
る。たとえば、Ｅ２はＥ１の８０〜９５％であり、Ｅ３
はＥ２の８０〜９５％に設定する。
【００２２】さらに各フラット部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の全
短軸幅Ｗに占める割合をＦ１＞Ｆ２＞Ｆ３となるように
することが望ましい。このようにエネルギーの強さをビ
ーム先端から後端にかけて３段階で順次小さくなるよう
に設定しておけば、図２で説明したと同様に仮に先頭の
Ｅ１のエネルギー密度が図６の臨界値Ｔｈを越えても、
後続のフラット部Ｆ２，Ｆ３のエネルギーＥ２，Ｅ３が
それより順次低く設定されているので、最終的には所望
の粒径に回復される。
短軸幅Ｗに占める割合をＦ１＞Ｆ２＞Ｆ３となるように
することが望ましい。このようにエネルギーの強さをビ
ーム先端から後端にかけて３段階で順次小さくなるよう
に設定しておけば、図２で説明したと同様に仮に先頭の
Ｅ１のエネルギー密度が図６の臨界値Ｔｈを越えても、
後続のフラット部Ｆ２，Ｆ３のエネルギーＥ２，Ｅ３が
それより順次低く設定されているので、最終的には所望
の粒径に回復される。
【００２３】図４は更に他の実施例に用いられるレーザ
ビームの短軸方向のエネルギー分布を示すエンベロープ
である。図４の例では、ビーム先端のエッジ部Ｄ１に続
いて１個のフラット部Ｆ１が形成され、このフラット部
Ｆ１に続いて少なくともーつの直線的に傾斜したエネル
ギー強度分布を持つ傾斜部Ｆ４が形成されたライン状レ
ーザビームとする事でも同様の効果が得られる。
ビームの短軸方向のエネルギー分布を示すエンベロープ
である。図４の例では、ビーム先端のエッジ部Ｄ１に続
いて１個のフラット部Ｆ１が形成され、このフラット部
Ｆ１に続いて少なくともーつの直線的に傾斜したエネル
ギー強度分布を持つ傾斜部Ｆ４が形成されたライン状レ
ーザビームとする事でも同様の効果が得られる。
【００２４】この場合、前記傾斜部Ｆ４はエネルギー強
度Ｅ１からプラトー部Ｐ３の後端のエッジ部Ｄ２におけ
るエネルギーＥ２まで平均的かつ連続的に減少し、その
減少分のエネルギー強度の幅はフラット部Ｆ１のエネル
ギー強度の５〜２０％であり、前記傾斜部Ｆ４の占める
割台は全短軸幅Ｗの１０〜３０％、フラット部Ｆ１は全
短軸幅の６０〜８０％である事が望ましい。
度Ｅ１からプラトー部Ｐ３の後端のエッジ部Ｄ２におけ
るエネルギーＥ２まで平均的かつ連続的に減少し、その
減少分のエネルギー強度の幅はフラット部Ｆ１のエネル
ギー強度の５〜２０％であり、前記傾斜部Ｆ４の占める
割台は全短軸幅Ｗの１０〜３０％、フラット部Ｆ１は全
短軸幅の６０〜８０％である事が望ましい。
【００２５】また、以上の図２〜図４の実施例で述べた
フラット部Ｆ１〜Ｆ３では、そのエネルギー強度の変化
分が３％の範囲内に収まるように調整することが望まし
い。なお、全短軸幅Ｗはエッジ部Ｄ１，Ｄ２も含んだ幅
である。
フラット部Ｆ１〜Ｆ３では、そのエネルギー強度の変化
分が３％の範囲内に収まるように調整することが望まし
い。なお、全短軸幅Ｗはエッジ部Ｄ１，Ｄ２も含んだ幅
である。
【００２６】以上の実施例は多結晶半導体膜としてシリ
コン多結晶半導体膜を形成する場合を例にとって説明し
たが、この発明はこれに限らず他の半導体膜の形成にも
適用できることは勿論である。
コン多結晶半導体膜を形成する場合を例にとって説明し
たが、この発明はこれに限らず他の半導体膜の形成にも
適用できることは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の多結晶半導
体膜の製造方法によれば、有効照射エネルギー密度範囲
の拡大が図れ、結晶粒径の大きな均一性の良い多結晶シ
リコン膜等を容易に得ることができる多結晶半導体膜の
製造方法を提供することができる。
体膜の製造方法によれば、有効照射エネルギー密度範囲
の拡大が図れ、結晶粒径の大きな均一性の良い多結晶シ
リコン膜等を容易に得ることができる多結晶半導体膜の
製造方法を提供することができる。
【図１】この発明による多結晶半導体膜の製造方法によ
り形成される多結晶シリコン半導体基板の製造行程を説
明する図。
り形成される多結晶シリコン半導体基板の製造行程を説
明する図。
【図２】この発明に用いられるレーザビームの短軸方向
のエネルギー分布を示すエンベロープの一例を示す図。
のエネルギー分布を示すエンベロープの一例を示す図。
【図３】この発明に用いられるレーザビームの短軸方向
のエネルギー分布を示す他の例を示す図。
のエネルギー分布を示す他の例を示す図。
【図４】この発明に用いられるレーザビームの短軸方向
のエネルギー分布を示す更に他の例を示す図。
のエネルギー分布を示す更に他の例を示す図。
【図５】従来のレーザビームの短軸方向のエネルギー分
布を示す図。
布を示す図。
【図６】レーザビームの照射エネルギー密度と形成され
る平均結晶粒径との関係を示す図。
る平均結晶粒径との関係を示す図。
【図７】非晶質半導体膜が形成された基板をアニール用
のレーザビームで走査する状態を説明する図。
のレーザビームで走査する状態を説明する図。
１…絶縁性基板 ２…窒化シリコン膜 ３…酸化シリコン膜 ４…非晶質半導体膜 ５…多結晶半導体膜 Ｄ１，Ｄ２…エッジ部 Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…プラトー部 Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３…エネルギー強度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 由紀 埼玉県深谷市幡羅町１丁目９番２号 株式 会社東芝深谷電子工場内 (72)発明者 藤村 尚 埼玉県深谷市幡羅町１丁目９番２号 株式 会社東芝深谷電子工場内
Claims (6)
- 【請求項１】 ライン状に形成されたレーザビームを基
板上に形成された非晶質半導体膜上にその短軸方向に走
査することにより結晶化を行う多結晶半導体膜の形成方
法において、前記ライン状レーザビームの短軸方向のエ
ネルギー強度分布は、立上がりおよび立ち下がりのエッ
ジ部とその中間のプラトー部とにより構成され、前記プ
ラトー部は第１のフラット部と、この第１のフラット部
とはエネルギー強度が階段状に変化する第２のフラット
部とを有することを特徴とする多結晶半導体膜の形成方
法。 - 【請求項２】 前記第１フラット部は前記レーザビーム
の全短軸幅の６０〜８０％の幅を有し、第２フラット部
はエネルギー強度が第１フラット部の８０〜９５％であ
りかつその割合は全短軸幅の１０〜３０％であり、前記
第１フラット部側が最初に前記非晶質半導体膜に照射さ
れる方向に走査されることを特徴とする請求項１記載の
多結晶半導体膜の形成方法。 - 【請求項３】 前記プラトー部は前記短軸方向に沿って
エネルギーＥ１、Ｅ２、Ｅ３…を有する複数のフラット
部により構成され、エネルギー強度はＥ１＞Ｅ２＞Ｅ３
…の関係を有し、かつそれぞれのフラット部の寸法が全
短軸幅に占める割合はＥ１＞Ｅ２＞Ｅ３…のエネルギー
強度に比例し、前記ライン状レーザビームをエネルギー
Ｅ１を有するフラット部側から前記非晶質半導体膜に走
査させて結晶化を行う事を特徴とする請求項１記載の多
結晶半導体膜の形成方法。 - 【請求項４】 ライン状に形成されたレーザビームをそ
の短軸方向に基板上に形成された非晶質半導体膜上に走
査することにより結晶化を行う多結晶半導体膜の形成方
法において、前記ライン状レーザビームの短軸の形状は
両端のエッジ部とその中間のプラトー部とでなり、この
プラトー部は平坦なフラット部と少なくともーつの漸減
する傾斜部とを有するエネルギー強度分布を有し、この
ライン状レーザビームをフラット部側からその短軸方向
に走査させて結晶化を行うことを特徴とする多結晶半導
体膜の形成方法。 - 【請求項５】 前記傾斜部は連続的に傾斜した直線状の
エネルギー強度分布を持つことを特徴とする請求項４記
載の多結晶半導体膜の形成方法。 - 【請求項６】 前記傾斜部はエネルギー強度が平均的か
つ連続的に減少し、その減少分のエネルギー強度の幅は
フラット部のエネルギー強度の５〜２０％であり、前記
傾斜部幅の占める割合は全短軸幅の１０〜３０％、フラ
ット部は全短軸幅の６０〜８０％であることを特徴とす
る請求項４記載の多結晶半導体膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26030697A JPH11102862A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | レーザアニール法による多結晶半導体膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26030697A JPH11102862A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | レーザアニール法による多結晶半導体膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11102862A true JPH11102862A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17346205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26030697A Pending JPH11102862A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | レーザアニール法による多結晶半導体膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11102862A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6750424B2 (en) * | 1998-07-13 | 2004-06-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method of manufacturing semiconductor device |
| US6961361B1 (en) | 1999-05-24 | 2005-11-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus |
| KR100700179B1 (ko) * | 2004-11-04 | 2007-03-27 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 실리콘 결정화 방법 |
-
1997
- 1997-09-25 JP JP26030697A patent/JPH11102862A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6750424B2 (en) * | 1998-07-13 | 2004-06-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method of manufacturing semiconductor device |
| US6961361B1 (en) | 1999-05-24 | 2005-11-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus |
| US7294589B2 (en) | 1999-05-24 | 2007-11-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus |
| KR100700179B1 (ko) * | 2004-11-04 | 2007-03-27 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 실리콘 결정화 방법 |
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